Avaliação ambiental na indústria de papel e celulose por meio de ecoindicadores

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CENTRO TECNOLÓGICO

ESCOLA DE ENGENHARIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA E DE PETRÓLEO

LUCIANNA DE OLIVEIRA FURTUNATO

AVALIAÇÃO AMBIENTAL NA INDÚSTRIA DE PAPEL E CELULOSE

POR MEIO DE ECOINDICADORES

NITERÓI

2015

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LUCIANNA DE OLIVEIRA FURTUNATO

AVALIAÇÃO AMBIENTAL NA INDÚSTRIA DE PAPEL E CELULOSE

POR MEIO DE ECOINDICADORES

Projeto Final apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia Química, oferecido pelo departamento de Engenharia Química e de Petróleo da Escola de Engenharia da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial para obtenção do Grau de Engenheiro Químico.

Orientador: Prof. Dr. DIEGO MARTINEZ PRATA

Niterói

2015

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F745 Furtunato, Lucianna de Oliveira

Avaliação ambiental na indústria de papel e celulose por meio de ecoindicadores / Lucianna de Oliveira Furtunato. -- Niterói, RJ : [s.n.], 2015.

82 f.

Trabalho (Conclusão de Curso) – Departamento de Engenharia Química e de Petróleo, Universidade Federal Fluminense, 2015.

Orientador: Diego Martinez Prata

1. Desenvolvimento sustentável. 2. Ecoeficiência. 3. Indústria de celulose. 4. Indústria do papel. 5. Indicador ambiental. I. Título.

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AGRADECIMENTO

Primeiramente, gostaria de agradecer a Deus, por ter me dado forças para realizar este trabalho e fé para poder seguir esta longa jornada da vida.

Aos meus pais, Marcos Furtunato e Marly Furtunato, pelos conselhos, preocupação, orientação, por sempre me apoiarem, e mostrarem que sem dedicação e determinação não chegamos a lugar nenhum.

Ao meu tio, Luiz Paulo (in memoriam), que me incentivava e me apoiava, ensinando as direções para o melhor caminho.

Ao meu namorado, pela paciência, incentivo e apoio.

A todos os professores, que contribuíram para minha vida pessoal e profissional, em especial ao grande mestre, meu orientador, Diego Martinez Prata, por ser totalmente dedicado aos seus alunos, por estar disposto sempre a ajudar, pela paciência e orientação.

Por fim, a todos que me acompanharam em toda essa trajetória.

Lucianna de Oliveira Furtunato

“Leve na sua memória para o resto de sua vida as coisas boas que surgiram no meio das dificuldades. Elas serão uma prova de sua capacidade em vencer as provas e lhe darão confiança na presença divina, que nos auxilia em qualquer situação, em qualquer tempo, diante de qualquer obstáculo.”

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RESUMO

Este trabalho tem por objetivo avaliar a ecoeficiência ambiental da indústria de papel e celulose com base em ecoindicadores - uma relação entre uma variável ambiental e outra econômica. Foi realizado levantamento de dados nos relatórios de sustentabilidade das empresas Cenibra, Fibria, Klabin e Suzano para os anos de 2010, 2011, 2012 e 2013, todas localizadas no Brasil. Foi possível desenvolver os ecoindicadores de consumo de água, consumo de energia, emissão de CO2, geração de efluentes e geração de resíduos. Dessa

forma, foi possível avaliar a ecoeficiência de forma conjunta com base nos ecoindicadores. Verificou-se que a empresa Klabin foi 20,5 % mais ecoeficiente do que as demais empresas avaliadas.

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ABSTRACT

This work aims to evaluate the environmental eco-efficiency of the pulp and paper facility based on eco-indicators - a relationship between an environmental variable and the other economic. A data mining was conducted in sustainability reports of companies Cenibra, Fibria, Suzano and Klabin for the years 2010, 2011, 2012 and 2013, all of them located in Brazil. It was possible to develop the eco-indicators of water consumption, energy consumption, CO2 emissions, generation of effluents and waste generation. Thus, it was possible to assess the eco-efficiency jointly on the basis of eco-indicators. It was found that Klabin company is 20.5 % most ecologically efficient than other companies evaluated.

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SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ₁₁ 1.1 CONTEXTO 11 1.2 MOTIVAÇÃO 14 1.3 OBJETIVO 14 1.4 ESTRUTURA 15 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 16

2.1 ECOEFICIÊNCIA E ANÁLISE AMBIENTAL 16

2.2 ECOINDICADORES 20

2.2.1 Metodologia de Cálculo de Ecoindicadores 22

2.2.1.1 Consumo de Energia 23 2.2.1.2 Emissão de CO2 26 2.2.1.3 Consumo de Água 31 2.2.1.4 Geração de Efluentes 33 2.2.1.5 Geração de Resíduos 37 2.3 ECOEFICIÊNCIA 40

2.4 PRODUÇÃO DE PAPEL E CELULOSE 44

2.4.1 Produção de Papel e Celulose no Brasil 44

2.5 A INDÚSTRIA DE PAPEL E CELULOSE 45

2.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS 46 3. METODOLOGIA 47 3.1 SUZANO 48 3.2 KLABIN 53 3.3 FIBRIA 57 3.4 CENIBRA 61 3.5 RESUMO DA METODOLOGIA 65 4. RESULTADOS 66

4.1 RESULTADOS E ECOINDICADORES - PRODUÇÃO 67

4.2 RESULTADOS ECOINDICADORES – RECEITA LÍQUIDA 69

4.3 RESULTADOS ECOINDICADORES DE EMISSÃO DE CO2 70

4.4 RESULTADOS DA ECOEFICIÊNCIA 72

5. CONCLUSÕES E SUGESTÕES 76

5.1 CONCLUSÕES 76

5.2 SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS 77

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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1. Esquema representativo dos componentes. 17

Figura 2.2. Segmentação das fontes de emissão de CO2. 27

Figura 2.3. Fontes de emissão de CO2 em uma planta petroquímica. 28

Figura 2.4. Gráfico polígono de ecoindicadores, representado cinco indicadores. 40

Figura 2.5. Triângulo e Lei dos Senos. 42

Figura 2.6. Representação da área resultante no gráfico radar, analisado em certo

período. 42

Figura 2.7. Fluxograma básico do processo produtivo de papel e celulose. 44

Figura 4.1. Estudo de benchmark de ecoindicador de CO2 para 32 segmentos

industriais. 71

Figura 4.2. Ecoindicador de emissão de CO2: Cenibra, Klabin, Suzano e Benchmark. 72

Figura 4.3. Ecoindicadores adimensionais Cenibra – ano 2013. 74

Figura 4.4. Ecoindicadores adimensionais Klabin – ano 2013. 74

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ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 2.1. Aspectos relevantes do indicador de Emissão de CO2. 24

Tabela 2.2. Aspectos do indicador de Emissão de CO2. 29

Tabela 2.3. Aspectos do indicador de Consumo de Água. 31

Tabela 2.4. Aspectos do indicador de Geração de Efluentes. 35

Tabela 2.5. Aspectos do indicador de Geração de Resíduos. 37

Tabela 2.6. Participação do setor de papel e celulose nas exportações nacionais. 45

Tabela 3.1. Dados econômicos financeiros da empresa Suzano. 48

Tabela 3.2. Dados de consumo de energia da empresa Suzano. 49

Tabela 3.3. Dados de emissão de CO2 da empresa Suzano. 50

Tabela 3.4. Dados de consumo de água da empresa Suzano. 50

Tabela 3.5. Dados de geração de efluentes da empresa Suzano. 51

Tabela 3.6. Dados de geração de resíduos da empresa Suzano. 52

Tabela 3.7. Resumo das variáveis ambientais da empresa Suzano. 52

Tabela 3.8. Dados econômicos financeiros da empresa Klabin. 53

Tabela 3.9. Dados de consumo de energia da empresa Klabin. 54

Tabela 3.10. Dados de emissão de CO2 da empresa Klabin. 54

Tabela 3.11. Dados de consumo de água da empresa Klabin. 55

Tabela 3.12. Dados de geração de efluentes da empresa Klabin. 55

Tabela 3.13. Dados de geração de resíduos da empresa Klabin. 56

Tabela 3.14. Resumo das variáveis ambientais da empresa Klabin. 56

Tabela 3.15. Dados econômicos financeiros da empresa Fibria. 57

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Tabela 3.17. Dados de emissão de CO2 da empresa Fibria. 59

Tabela 3.18. Dados de consumo de água da empresa Fibria. 59

Tabela 3.19. Dados de geração de efluentes da empresa Fibria. 60

Tabela 3.20. Dados de geração de resíduos da empresa Fibria. 60

Tabela 3.21. Resumo das variáveis ambientais da empresa Fibria. 61

Tabela 3.22. Dados econômicos financeiros da empresa Cenibra. 62

Tabela 3.23. Dados de consumo de energia da empresa Cenibra. 62

Tabela 3.24. Dados de emissão de CO2 da empresa Cenibra. 63

Tabela 3.25. Dados de consumo de água da empresa Cenibra. 63

Tabela 3.26. Dados de geração de efluentes da empresa Cenibra. 63

Tabela 3.27. Dados de geração de resíduos da empresa Cenibra. 64

Tabela 3.28. Resumo das variáveis ambientais da empresa Cenibra. 64

Tabela 3.29. Resumo da metodologia para desenvolvimento do ecoindicador. 65

Tabela 4.1. Resultados dos ecoindicadores- base produção – Cenibra. 67

Tabela 4.2. Resultados dos ecoindicadores- base produção – Fibria. 67

Tabela 4.3. Resultados dos ecoindicadores- base produção – Klabin. 67

Tabela 4.4. Resultados dos ecoindicadores- base produção – Suzano. 67

Tabela 4.5. Resultados dos ecoindicadores- base receita líquida – Cenibra. 69

Tabela 4.6. Resultados dos ecoindicadores- base receita líquida – Fibria. 69

Tabela 4.7. Resultados dos ecoindicadores- base receita líquida – Klabin. 69

Tabela 4.8. Resultados dos ecoindicadores- base receita líquida – Suzano. 69

Tabela 4.9. Adimensionamento dos ecoindicadores. Ano 2013. 73

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SIGLAS E ABREVIATURAS

ABNT : Associação Brasileira de Normas Técnicas

CEBDS : Conselho Empresarial Brasileiro para o Desenvolvimento Sustentável Cerflor : Certificação Florestal

CMC : Carboxi Metil Celulose

CMMAD : Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento CONAMA : Conselho Nacional do Meio Ambiente

DQO : Demanda Química de Oxigênio

DS : Desenvolvimento Sustentável

FSC : Sistema de Certificação Florestal ICE : Índice de Comparação de Ecoeficiência

OPEP : Organização dos Países Produtores e Exportadores de Petróleo PND : Plano Nacional de Desenvolvimento

PNPC : Plano Nacional de Papel e Celulose

UNCTAD : United Nations Conference on Trade And Development WBCSD : World Business Council for Sustainable Development

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CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO

1.1 CONTEXTO

O conceito de ecoeficiência surgiu como uma valiosa ferramenta para contribuir com o desenvolvimento sustentável. Segundo o World Business Council for Sustainable

Development (WBCSD) ecoeficiência é competitividade na produção e colocação no mercado de bens ou serviços que satisfazem às necessidades humanas, melhorando a qualidade de vida, minimizando os impactos ambientais e a intensidade do uso de recursos naturais, considerando o ciclo inteiro de vida da produção (WBCSD, 2000).

A idéia base de ecoeficiência originou-se de vários estudos que demonstraram que o consumo de materiais estava excedendo o reabastecimento e superando a capacidade do meio ambiente, particularmente em países industrializados (HOFFREN e APAJALAHTI, 2009). Dessa forma, empresas e indústrias têm sido fortemente incentivadas em desenvolver produtos e serviços cada vez mais ecoeficientes, tanto pela conscientização crescente da sociedade ou pelas novas leis e acordos ambientais vigentes.

Com isto, a sociedade, incluindo as empresas e indústrias reconhecem que os recursos naturais são finitos e este conceito representa uma nova forma de desenvolvimento econômico, chamado "desenvolvimento sustentável", que leva em conta o meio ambiente. Muitas vezes, desenvolvimento é confundido com crescimento econômico, que depende do consumo crescente de energia e recursos naturais. Esse tipo de desenvolvimento tende a ser insustentável, pois leva ao esgotamento dos recursos naturais.

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Entende-se por desenvolvimento sustentável a capacidade de atender as necessidades econômicas e produtivas respeitando os limites ecológicos e os compromissos éticos e preservando os recursos naturais para as gerações futuras. O que resulta na integração equilibrada dos sistemas econômico, sócio-cultural e ambiental.

Atualmente as empresas que se preocupam com os conceitos do desenvolvimento sustentável atuam para minimizar os impactos ambientais e sociais provocados por suas operações. Ecoeficiência é um objetivo comum das empresas que visam sustentabilidade, sendo considerada uma filosofia de gestão que encoraja o mundo empresarial a procurar melhorias ambientais que proporcionam, paralelamente, benefícios econômicos e está baseada na avaliação de ecoindicadores, globais ou não (PEREIRA, 2013). Os ecoindicadores são definidos para apoiar empresas a estabelecerem metas e a acompanhar seu desempenho.

Segundo a United Nations Conference on Trade And Development (UNCTAD) um ecoindicador é a razão entre uma variável ambiental e uma variável econômica. Sendo assim uma grandeza relativa, o que permite avaliar o desempenho ambiental e sustentável de uma ou mais organizações (UNCTAD, 2004).

Tratando-se de uma única empresa visa-se melhorar seu desempenho, por meio de ações ou melhorias no processo e tecnologia, tornando-a mais ecoeficiente. Isto é, incentiva a inovação e, por conseguinte, o crescimento e a competitividade. Normalmente esta comparação é realizada entre períodos, por exemplo, mensalmente ou anualmente. Quando utilizado para comparar duas ou mais empresas do mesmo ramo, ou ainda, duas ou mais unidades de seguimento comum de uma organização, indicará a de maior ecoeficiência.

Segundo Pereira (2013) a produção ecoeficiente é uma fonte de inovação ambiental, além de nova tendência de mercado, voltada para um consumidor cada vez mais ecologicamente consciente, constituindo um dos mais importantes desafios socioambientais atuais. Assim, a ecoeficiência resulta em reaproveitamento e na redução nos custos, pois objetiva a minimização dos desperdícios, reprocessos, e perdas com matérias-primas, insumos, energia, água, entre outros, e consequente redução de tempo, que juntamente com a gestão de qualidade e melhoria contínua, agrega valor ao processo ou produto da organização. Atualmente, os impactos sobre o meio ambiente, como: consumo de água, geração de efluentes e resíduos, consumo energético e principalmente a emissão de CO2 que é um dos

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uma elevação nos níveis de dióxido de carbono na atmosfera, que está se intensificando a cada dia que passa, provocando um aumento de temperatura terrestre com conseqüentes alterações climáticas globais. Brown et al. (2012) apontaram que 40% da emissão global de CO2 é proveniente da indústria, como, por exemplo, as indústrias de ferro e aço, cimento e

cerâmica, papel e celulose, alumínio, química e petroquímica.

Algumas empresas, como, por exemplo, Dupont, Shell e P&G desenvolvem relatórios ambientais e indicadores de ecoeficiência para avaliar o impacto de suas atividades sobre o meio ambiente (AZAPAGIC e PERDAN, 2000). Entretanto, esta prática resulta em uma variedade de métodos que dificultam uma uniformidade para que seja possível comparar os índices ou até mesmo entre setores industriais (TAHARA et al., 2005).

Em particular, as atividades da indústria de papel e celulose têm recebido muita atenção ultimamente por causa de seu elevado consumo de matéria-prima e consumo de água e energia em combinação com a significativa geração de poluentes, incluindo demanda química de oxigênio (DQO), nitrogênio amoniacal, poeira, SO2 e de gases de efeito estufa

(CO2) (THANT et al., 2010; WANG et al., 2011).

A indústria de Papel e Celulose é caracterizada pela utilização de diversas fontes energéticas, incluindo biomassa. A principal delas, produzida no próprio processo de fabricação da celulose, é resultante da queima do licor negro na caldeira de recuperação. O vapor produzido nesta queima é empregado na geração de energia elétrica e em diversos outros usos em processos produtivo. Uma segunda fonte de energia, também associada ao processo de produção, consiste na queima de resíduos florestais (cascas e galhos de eucalipto) em uma caldeira auxiliar, onde também podem ser utilizados gás natural e óleo combustível. Adicionalmente, utiliza-se energia elétrica adquirida de geradoras locais para complementar a demanda energética. Isto, conseqüentemente leva à emissão de CO2 (direta e indiretamente).

Na produção, também é consumido uma quantidade de água significativa.

O Brasil possui muitas indústrias de papel e celulose, e o desenvolvimento de ecoindicadores de consumo de água, energético e emissão de CO2 para avaliação de

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1.2 MOTIVAÇÃO

O fato de existirem poucos trabalhos relatados sobre o desenvolvimento de ecoindicadores na área industrial talvez seja em parte devido às restrições de confidencialidade praticadas pelas indústrias. Poucos trabalhos de desenvolvimento de ecoindicadores e avaliação de ecoeficiência no setor produtivo de papel e celulose foram apresentados na literatura técnico-científica. A tese de doutorado de Piotto (2003) parece ser o único trabalho amplo sobre ecoindicadores na indústria de papel e celulose realizado no Brasil. Recentemente, Braune e Teixeira (2013) avaliaram a ecoeficiência para as emissões de CO2 para duas indústrias brasileiras: Klabin e Suzano. Pereira (2013) desenvolveu um

descritivo sobre a contabilização dos ecoindicadores indústrias de consumo de água, consumo energético, emissão de CO2, geração de efluentes líquidos e resíduos sólidos, bem como

desenvolveu um Índice de Comparação de Ecoeficiência (ICE) onde os resultados dos ecoindicadores são utilizados conjuntamente.

Assim, a principal motivação para o desenvolvimento deste trabalho é avaliar a ecoeficiência do setor de papel e celulose com base em ecoindicadores industriais.

1.3 OBJETIVO

O trabalho tem como objetivo, avaliar o impacto ambiental da indústria de papel e celulose no Brasil, realizando comparações qualitativas, de modo relativo, por meio de ecoindicadores. Isto inclui, também, comparações com os valores benchmarking encontrados na literatura para estes ecoindicadores. Outro objetivo é a avaliação da ecoeficiência entre empresas deste setor com base na utilização conjunta dos ecoindicadores do processo.

Para a representação da indústria de papel e celulose brasileira foram selecionadas as empresas: Klabin, Suzano, Cenibra e Fibria, tendo como base os dados ambientais e econômicos declarados em seus respectivos relatórios de sustentabilidade para os anos de 2010 até 2013. Os dados para o ano de 2014 não estavam disponíveis até 01 de julho de 2015.

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1.4 ESTRUTURA

Este trabalho está organizado da maneira descrita a seguir:

Capítulo 2: é realizada uma revisão bibliográfica com base nos principais trabalhos sobre ecoindicadores, apresentando principalmente os relatos de aplicações em Indústrias de papel e celulose.

Capítulo 3: são apresentadas as empresas brasileiras de papel e celulose analisadas e a metodologia de estudo de ecoeficiência com base nos dados declarados nos relatórios de sustentabilidade destas empresas para os anos de 2010 até 2014.

Capítulo 4: são apresentados e discutidos os resultados individuais dos ecoindicadores de consumo de energia, emissão de CO2, consumo de água, geração de efluentes (líquidos) e

geração de resíduos (sólidos) para as empresas brasileiras analisadas. Especificamente, para o ecoindicador de emissão de CO2 são comparados os valores encontrados com o valor

benchmarking (referência) disponibilizados na literatura. São apresentados e discutidos, também, seus respectivos índices de ecoeficiência, comparando-as.

Capítulo 5: é apresentada a conclusão do trabalho, bem como sugestões para trabalhos futuros.

Finalmente, são apresentadas as referencias bibliográficas consultadas e citadas durante o trabalho.

Este trabalho foi desenvolvido durante a Graduação do Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal Fluminense – UFF. Este trabalho engloba as linhas gerais de meio ambiente e sustentabilidade.

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CAPÍTULO 2

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Neste capítulo será abordado um panorama geral focado em ecoeficiência, visando desenvolvimento sustentável. São apresentadas as métricas para desenvolvimento de ecoindicadores industriais, tais como: consumo de água, consumo energético, emissão de CO2, geração de efluentes líquidos e resíduos sólidos. É apresentado, ainda, o conceito de

Índice de Comparação de Ecoeficiência (ICE) para avaliação conjunta dos ecoindicadores. São também apresentados um breve descritivo do processo produtivo de papel e celulose e a importância desta indústria.

2.1 ECOEFICIÊNCIA E ANÁLISE AMBIENTAL

Foi nas décadas de 1970 e 1980 que os grandes debates com relação ao meio ambiente aconteceram em nível de sociedade, sensibilizando a opinião pública. A preocupação com a defesa do meio ambiente, a proteção dos ecossistemas naturais e os processos ecológicos do planeta passaram a fazer parte das discussões da sociedade em geral.

Esta preocupação levou a sociedade a discutir a sustentabilidade do desenvolvimento – como continuar o processo de desenvolvimento sem prejudicar o meio ambiente. Neste sentido, o termo utilizado é o Desenvolvimento Sustentável (DS) que se define como um processo de transformação, no qual a exploração dos recursos, a direção dos investimentos, a

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orientação da evolução tecnológica e a mudança institucional se harmonizam e reforçam o potencial presente e futuro, a fim de atender às necessidades e aspirações humanas (CMMAD (1991, p. 49). A Figura 2.1 ilustra os componentes representativos dos DS.

Fig.2.1- Esquema representativo dos componentes do desenvolvimento sustentável. Fonte: Pereira (2013)

A ecoeficiência, um termo utilizado comumente pelas indústrias (PEREIRA, 2013), é um objetivo a ser alcançado por empresas que pretendem ser sustentáveis e geralmente sua avaliação (quantitativa ou qualitativa) está baseada em ecoindicadores. Os ecoindicadores são definidos para apoiar empresas a estabelecerem metas e a acompanhar seu desempenho, servindo como base para as empresas desenvolverem e implementarem estratégias voltadas à sustentabilidade. Estas terão foco em inovações tecnológicas e sociais. De maneira simples um ecoindicador representa um relação de uma variável ambiental e outra econômica, podendo ainda ser um parâmetro para variável de qualidade (PEREIRA, 2013).

A ecoeficiência envolve três motivos principais:

 Redução do consumo de recursos naturais, incluindo-se a redução do uso de energia, insumos, água e solo, por meio do aumento da reciclagem e durabilidade dos produtos e da otimização dos processos produtivos;

 Redução dos impactos ao meio ambiente por intermédio da minimização das emissões, redução do uso de produtos perigosos e uso sustentável de recursos renováveis.

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 Valorização de produtos ou serviços perante os consumidores, por meio do aumento da sua funcionalidade e flexibilidade, de modo a atender às expectativas, permitindo assim, que o mesmo serviço ou produto possa ser entregue, utilizando-se menos recursos naturais.

O conceito de Ecoeficiência foi desenvolvido pelo World Bussiness Council on

Sustainnable Development (WBCSD) no início dos anos 1990 e hoje é conhecida mundialmente. Este conceito vê ecoeficiência como a prática de produzir bens e serviços mais úteis, ao mesmo tempo em que reduz continuamente o consumo de recursos e a poluição emitida. É utilizado pelas empresas de modo a balancear os benefícios ambientais, econômicos e sociais de maneira integrada. Ele representa uma maneira de concretizar estes três parâmetros de forma sustentável, com o objetivo de reduzir o consumo de recursos (energia, água, insumos, matéria-prima virgem, entre outros), assim como o impacto na natureza (emissões na água, no ar e dispersão de substâncias prejudiciais), enquanto mantém e melhoram o valor sobre o produto fabricado (MAXIME et al., 2006). Desta forma, ainda segundo o WBCSD, a ecoeficiência traduz a real necessidade de produzir mais com menos recursos, ou seja, priorizando a reutilização ou a reciclagem de materiais, reduzindo o consumo dos recursos naturais e o impacto sobre o meio ambiente. Pela competitividade de bons preços e serviços que satisfaçam as necessidades humanas e tragam qualidade de vida, enquanto há uma redução progressiva dos impactos ambientais e consumo dos recursos naturais durante todo o ciclo de vida para um nível, pelo menos, compatível com a capacidade que o planeta possa suportar (VAN CANEGHEM et al., 2010). Esta redução dos impactos ambientais pode ser alcançada pelo estabelecimento de metas na gestão ambiental a longo prazo (CARDOZO, 2004).

No WBSCD existem princípios para a definição e utilização de Indicadores de Ecoeficiência, nos quais são: Procurar ser relevantes e significativos na proteção do meio ambiente e da saúde humana e/ou na melhoria da qualidade de vida; Fornecer informação aos tomadores de decisão, com o objetivo de melhorar o desempenho da organização; Reconhecer a diversidade inerente a cada negócio; apoiar o bechmarking e monitorar a evolução do desempenho; Ser claramente definidos, transparentes e verificáveis; Basear-se numa avaliação geral da atividade da empresa, produtos e serviços, concentrando-se principalmente nas áreas controladas diretamente pela gestão.

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O WBCSD foi fundado em 1992 e é a coligação formada por cerca de 185 grupos multinacionais unidos por um interesse comum, trabalhar o desenvolvimento sustentável a partir dos seus três pilares: o crescimento econômico, o equilíbrio ecológico e o progresso social. Seus membros pertencem aos 20 maiores setores industriais e 35 países. No Brasil, o WBCSD é representado pelo Conselho Empresarial Brasileiro para o Desenvolvimento Sustentável (CEBDS), é uma associação fundada em 1997 para promover o desenvolvimento sustentável que conta com 50 associados. A partir deste conselho que o conceito de ecoeficiência vem sendo incentivado no país (VIEIRA et al., 2008).

Com a tendência contínua do mercado e sociedade em adotar uma postura mais ecologicamente consciente, voltada para a minimização de perdas, desperdícios, reprocessos com matérias-primas, energia e água, esse desejo pode ser obtido através da produção ecoeficiente. Esse conjunto de operações sustentáveis resulta numa melhoria continua na redução de custos de forma socialmente responsável, um movimento com o qual as empresas buscam direcionamento em princípios de desenvolvimento sustentável com foco em minimizar os impactos ambientais gerados pelas suas atividades empresariais.

Então, diante da crescente preocupação em relação ao meio ambiente, as empresas estão cada vez mais relacionadas nos princípios de desenvolvimento sustentável com a intenção de minimizar os impactos ambientais e sociais provocados por suas ações. Esta visão de sustentabilidade está baseada geralmente na avaliação de ecoindicadores.

Para avaliar as situações causadas pelas empresas e gerenciá-los para a melhoria da qualidade do meio ambiente, utilizam-se os indicadores de ecoeficiência ou ecoindicadores, estes formam medidas para estabelecer metas e avaliar a performance das empresas e/ou processos de produção específicos das mesmas. A próxima seção define mais apropriadamente os ecoindicadores, bem como suas formas de cálculo.

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2.2. ECOINDICADORES

A partir do momento em que se iniciou a preocupação com os assuntos ambientais, como a realização do “Our Common Future” em 1987 e da Agenda 21 em 1992, autoridades de muitos países, organizações interessadas e muitas empresas têm enfatizado a importância de se encaixar no conceito de sustentabilidade, que engloba a integração de pilares econômicos, sociais e ecológicos (CHARMONDUSIT et al., 2009).

Segundo Welford (1995), o desenvolvimento sustentável se baseia em três questões inter-relacionadas e voltadas para a indústria. Primeiramente, “o meio ambiente deve ser avaliado como parte integral do processo econômico e não tratada como um bem livre”, portanto as empresas devem se esforçar para usar os recursos naturais de maneira mais inteligente, sendo ele renováveis ou não, ou seja, deve-se conservar o ecossistema. Em segundo lugar cita “a necessidade de lidar com a equidade, não somente em relação aos países desenvolvidos ou em desenvolvimento, mas também entre as pessoas em um país”, o que implica não só no desenvolvimento econômico, mas também no desenvolvimento humano. E por fim, “o desenvolvimento sustentável requer que a sociedade, as empresas e os grupos particulares operem em uma escala de tempo diferente do que opera na economia”, isto é, visando um panorama satisfatório em longo prazo, conservado e construído para a geração atual e as futuras, adotando planejamentos e estratégias políticas de negócios mais proativos e menos reativos (WELFORD, 1995).

Os ecoindicadores são indicadores específicos criados para reportar a ecoeficiência no campo de pesquisa de sustentabilidade (PEREIRA, 2013). Várias metodologias para a medição de ecoeficiência, tendo como base os ecoindicadores, foram apresentadas na literatura (TYTECA, 1996; CALLENS e TYTECA, 1999). A definição de ecoindicadores é uma relação simples de uma variável ambiental e um elemento econômico, segundo UNCTAD (2004), isto é, uma análise ambiental dividido por uma análise financeira. No entanto, os ecoindicadores também podem ser expressos pelo recíproco desta relação (TAHARA et al., 2005).

Os principais objetivos dos ecoindicadores são (UNCTAD, 2004):

 Fazer uma análise ambiental da empresa e informar para o mesmo em relação ao seu desempenho financeiro (ou produtivo);

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 Melhorar a tarefa de tomada de decisões economicamente e ambientalmente seguras, permitindo a avaliação dos impactos de suas decisões;

 Fazer uma complementação das demonstrações financeiras das empresas, notabilizando os impactos de problemas ambientais atuais e futuros sobre o desempenho financeiro.

Segundo Pereira (2013), as principais categorias de ecoindicadores para a indústria são:

 Consumo de Água;  Consumo de Energia;  Emissão de CO2;  Geração de Efluentes;

 Geração de resíduos Sólidos.

Foi desenvolvida, pela autora, uma metodologia padronizada e abrangente para o cálculo desses ecoindicadores para qualquer indústria. Na indústria petroquímica, esta metodologia foi aplicada para o desenvolvimento de um painel de ecoindicadores corporativos. Entretanto, avaliar cada ecoindicador isoladamente parece não ser uma maneira eficiente, uma vez que não é possível muitas vezes uma avaliação abrangente, ou seja, global. Assim, considerando que cada ecoindicador tem a mesma importância (peso ponderante nas avaliações) Pereira (2013) desenvolveu o chamado Índice Comparativo de Ecoeficiência (ICE) para avaliação conjunta de ecoindicadores. O ICE é uma ferramenta que deve ser aplicada a um conjunto maior que três ecoindicadores, e que o ecoindicador esteja escrito na forma variável ambiental dividida por variável econômica, mais precisamente, produção. O ICE é utilizado com base nas informações contidas em cada ecoindicador industrial de maneira globalizada para avaliação e comparação entre:

 Para uma mesma empresa em períodos diferentes, isto é, avaliação por monitoramento. Na maioria das vezes o período analisado é mensal e, posteriormente anual. Usado para avaliação de ecoeficiência entre períodos e comparativo com metas especificadas, como por exemplo, uma redução de 10% nos ecoindicadores. (PEREIRA, 2013).

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 Para unidades/filiais diferentes de uma mesma empresa, em mesmo período; desde que sejam utilizados os mesmos ecoindicadores e que estes sejam contabilizados de forma compatível. Usado para avaliação de ecoeficiência entre unidades/filiais. Ajuda no auxilio sobre a tomada de decisões de melhorias para as unidades/filiais de menos ecoeficiência.

 Para empresas diferentes, mesmo período, utilizando os mesmos ecoindicadores e que estes sejam contabilizados de forma compatível. Usado para a avaliação de ecoeficiência entre empresas diferentes. Isto chama-se benchmark empresarial.

Verifica-se assim, a importância, e aplicabilidade de ecoindicadores de ecoeficiência.

2.2.1 METODOLOGIA DE CÁLCULO DE ECOINDICADORES

Nessa seção serão apresentadas as duas formas possíveis de representar um ecoindicador, com base na relação variável ambiental e econômica.

A primeira forma é a divisão de uma variável ambiental pela variável econômica produção (SIITONEN et al., 2010; OGGIONI et al., 2011; PEREIRA, 2013). A Equação (2.1) apresenta esta relação geral para os ecoindicadores:

� � = _�á�á _� � _{ô � �}� � _çã (2.1)

Na Equação (2.1) Eamb é o ecoindicador ambiental descrito de forma genérica e é representada pela relação entre a variável ambiental, que pode ser: consumo de energia (em GJ), emissão de CO2 (tCO2), consumo de água (m3), geração de efluentes (m3) (líquidos) e de

resíduos sólidos (t ou kg), com a variável econômica, representada especificamente pela produção, em toneladas (t).

Na forma apresentada na Equação (2.1) quanto menor o número dessa relação, melhor o resultado, em termos de ecoeficiência. As unidades variam de acordo com as variáveis ambientais.

(25)

A segunda forma para definir o ecoindicador utiliza-se a relação contrária encontrada na Equação (2.2) (TAHARA et al., 2005; KHAREL e CHAMONDUSIT, 2008), utilizando uma relação de variável econômica, representada especificamente em unidades monetárias (receita líquida em milhares de Reais, moeda local) e uma variável ambiental.

� � = �á � ô � �_�á _� _� � � ℎ_� � (2.2)

Na forma apresentada pela Equação (2.2) quanto maior o valor dessa relação, melhor o resultado, em termos de ecoeficiência. As unidades variam de acordo com as variáveis ambientais.

As variáveis ambientais são calculadas a partir da geração ou consumo, por meio do balanço de massa e de energia para cada categoria. Isto será abordado na próxima seção.

2.2.1.1 Consumo de Energia

Segundo Pereira (2013) de forma generalizada, o consumo energético de uma unidade industrial pode ser representado pela Equação (2.3).

ECog liq Comb gas Comb GN vapor E E E E E E E GJ Energia de Consumo ( )      (2.3)

Na Equação (2.3) os termos EE, Evapor, EGN, ECombgas, ECombliq e EECog são denominados

energia em forma elétrica (fornecedor externo), de vapor, a energia do Gás Natural, a energia dos combustíveis gasosos, a energia dos combustíveis líquidos e a energia elétrica oriunda de cogeração, respectivamente. A partir disso, pode-se calcular o consumo energético em GJ (PEREIRA, 2013). Cada termo é detalhadamente descrito em Pereira (2013).

As energias do vapor e elétrica de cogeração são separadas pelo sinal ± indicando que as energias podem ser importadas (sinal +) ou exportadas (sinal -) entre as unidades de uma

(26)

planta industrial, especialmente, quando há integração energética. A energia do vapor é contabilizada através da queima de combustível, nas unidades exportadoras, para gerá-la. Ressalta-se a necessidade de ser conhecido o parâmetro de eficiência da caldeira. Em planta petroquímica de primeira geração pode ser gerado vapor nos fornos de pirólise.

Entretanto, é necessário conhecer bem as fontes energéticas em cada processo avaliado. A Tabela 2.1 resume os principais aspectos e variáveis para construir o ecoindicador de consumo de energia, e pode ser utilizado como um guia geral nesta tarefa.

Tabela 2.1. Aspectos relevantes do indicador de Consumo de energia. Consumo de Energia

Descrição do Indicador

O indicador de consumo de energia é calculado a partir da energia total consumida pela unidade industrial na forma de vapor, combustíveis fósseis, como Gás Natural e Gás Combustível, ou ainda energia elétrica, dividido pela quantidade total de produtos produzidos em toneladas.

Unidade de Medida GJ/t

Relevância do Indicador

O indicador, para apresentar um desempenho bem sucedido em relação ao desenvolvimento sustentável, tem como objetivo o menor consumo de energia possível de modo a contribuir para a conservação dos recursos naturais.

Fonte de Dados e Disponibilidade

Quantidade de energia elétrica consumida (MW); Quantidade de energia na forma de gás natural e outros combustíveis consumidos (GJ/h);

Composição dos combustíveis nas correntes (% molar); Entalpia nas fontes na forma de vapor (GJ/t);

Poder Calorífico Inferior (PCI) do Gás Natural (GJ/t); Balanço de Energia;

Fatores de conversão das fontes energéticas para GJ;

(27)

Com base na Equação (2.1), o ecoindicador de consumo de energia pode ser calculado pela Equação (2.4) em [GJ/t]:

 



         Correntes produtos Correntes m j n k n i ECog liq Comb gas Comb GN vapor E Energético Consumo j k rodução P i E i E i E i E i E i E or Ecoindicad 1 1 1 ) , ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( (2.4)

Com base na Equação (2.2), o ecoindicador de consumo de energia pode ser calculado pela Equação (2.5) em [milhares de Reais R$/GJ]:



       Correntes n i ECog liq Comb gas Comb GN vapor E Energético Consumo i E i E i E i E i E i E or Ecoindicad 1 ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( Líquida Receita (2.5)

Nas Equações (2.4) e (2.5) os termos são:

 EE(i) = Energia elétrica consumida (Sistema Integrado Nacional) [GJ/h],

 Evapor(i) = Energia em forma de vapor, importação ou exportação de vapor [GJ/h].

 EGN(i) = Energia referente a combustão de gás natural [GJ/h].

 Ecombgas(i) = Energia de combustíveis gasosos, esta é igual a zero pois só é considera a

queima do gás natural [GJ/h] e não de outros gases como hidrogênio impuro.

 Ecombliq(i) = Energia de combustíveis líquidos, este termo é igual a zero pois só é

considerada a queima do gás natural [GJ/h] e não de outros líquidos como diesel.  EEcog(i) = Energia elétrica de cogeração [GJ/h]. O índice i representa o número de

correntes (fontes) energéticas.

 Produção(k, j)= Vazão de cada produto em determinada corrente, o índice j determina a corrente e o índice k o produto [t/h].

 Receita Líquida = representa a receita bruta com as devidas deduções (contas redutoras (por exemplo, impostos incidentes sobre vendas)

(28)

2.2.1.2 Emissão de CO2

A redução da emissão global de CO2 tem sido um grande desafio para as indústrias,

principalmente para aquelas definidas como energeticamente intensivas, uma vez que estas representam um setor de alto consumo energético, tendo em vista que estas respondem por aproximadamente por um terço do consumo global de energia (SIITONEN et al., 2010).

A análise de ecoindicador de CO2 vem aumentando cada vez mais na área de pesquisa

de sustentabilidade. Alguns países como a China e o México, que são grandes contribuintes de poluição atmosférica através de emissão de CO2, apresentam estudos a fim de gerenciar a

sua eficiência ambiental.

O ecoindicador de CO2 foi analisado em diversas indústrias, tais como: cimento

(OGGIONI et al., 2011), cálcio (LIU et al., 2011), amônia ( ZHOU et al., 2010), petroquímica (CHARMONDUSIT e KEARTPAKPRAEK, 2011; PEREIRA, 2013), ferro (KHAREL e CHARMONDUSIT, 2008), aço (SIITONEN et al., 2010) , ferro e aço (ZHANG et al., 2012), para comparação de ecoeficiência. Observa-se que não foi encontrada referência de análise através de ecoindicadores de CO2 para indústria de papel e celulose, onde todo o processo

fosse realmente detalhado e estudado. A tese de doutorado de Piotto (2003) analisou ecoindicadores na empresa Votorantim Celulose e Papel – Unidade Jacareí com dados de 1992 até 2002. As emissões foram monitoradas em termos de SO2. Recentemente, Braune e

Teixeira (2013) avaliaram a ecoeficiência para as emissões de CO2 para duas indústrias

brasileiras: Klabin e Suzano. Isto motivou o desenvolvimento de pesquisa utilizando-se os dados reportados pela indústria de papel e celulose.

Previamente a contabilização do CO2, se faz necessário o entendimento das fontes de

emissão de CO2. Toda emissão direta originada das fontes de geração de eletricidade, calor ou

vapor que são utilizados pela empresa é classificada como Escopo 1. Já as emissões indiretas produzidas por fontes de geração de energia, isto é, compra de energia de outras empresas (elétrica e térmica), são consideradas como Escopo 2. E finalmente, todas as emissões indiretas frutos da atividade empresarial, mas não sendo de sua propriedade ou controle operacional são consideradas como Escopo 3. Esse detalhamento se faz necessário ao analisar os relatórios de sustentabilidade. Se o foco for o CO2 abrangente ou o CO2 oriundo somente

da produção. Neste último caso deve-se excluir o escopo 3, sendo o processo o foco de interesse. Dessa forma as propostas de melhoria com base em engenharia de processos:

(29)

modificações no processo, como por exemplo, integração energética ou captura de CO2, ou

modificações de tecnologia, como por exemplo, troca dos bicos queimadores de combustível por modelos mais modernos, fazem mais sentido.

Observa-se na Figura 2.2 a subdivisão das fontes emissoras quanto à procedência, dentro dos escopos 1 e 2.

Emissão por Combustão: Proveniente da queima dos combustíveis gasosos e

líquidos utilizados no processo.

Emissão Indireta: Proveniente de fontes externas de energia (principalmente energia

elétrica e vapor).

Emissão Fugitiva: Proveniente de pequenos e indesejados vazamentos em

equipamentos (válvulas, flanges e etc.), de veículos de transportes de insumos e produtos, bem como, as emissões geradas por alívio para flare.

Figura 2.2. Segmentação das fontes de emissão de CO2.

(30)

Como se observa na Figura 2.2 em sua maior parte a emissão de CO2 está diretamente

associada ao consumo de energia. Entretanto, a parcela das fontes fugitivas não pode ser ignorada.

A Figura 2.3 exemplifica as fontes de emissão de CO2 em uma planta petroquímica de

segunda geração.

Figura 2.3. Fontes de emissão de CO2 em uma planta petroquímica.

Fonte: Pereira (2013).

Entretanto, é necessário conhecer bem as fontes energéticas em cada processo avaliado. A Tabela 2.2 resume os principais aspectos e variáveis para construir o ecoindicador de emissão de CO2, e pode ser utilizado como um guia geral nesta tarefa.

(31)

Tabela 2.2. Aspectos do indicador de Emissão de CO2.

Emissão de CO2

O indicador de emissão de CO2 é calculado pela emissão total de

CO2 na unidade industrial, proveniente da queima de gás natural,

óleos combustíveis, combustíveis residuais em caldeiras e fornos de pirólise, válvulas de alívio para flare, emissões fugitivas, queima de combustível de veículos de transportes de insumos e produtos ou ainda provenientes de energia vendida ou distribuída, divididos pela quantidade total de produtos produzidos em toneladas.

Unidade de Medida tCO2/t

O indicador, para apresentar um desempenho bem sucedido em relação ao desenvolvimento sustentável, tem como objetivo a menor emissão de CO2 possível de modo a contribuir para a conservação da

natureza e minimização da poluição para que as gerações futuras possam desfrutar de um meio ambiente com qualidade razoável.

Quantidade de combustíveis queimados em caldeiras, fornos de pirólise, fornos de incineração, flare, sistemas de cogeração de energia elétrica (turbina a gás) (t);

Quantidade de energia elétrica consumida (MW);

Energéticos vendidos e transferidos na forma de vapor e energia elétrica (t) e (MW);

Fator de conversão das fontes energéticas em tCO2;

Fatores de conversão de hidrocarbonetos em tCO2.

Fonte: Adaptado de Pereira (2013).

Segundo Pereira (2013) de forma generalizada, a emissão de CO2 de uma unidade

industrial pode ser representada pela Equação (2.6).

Total Vapor EECog EE Comb EM EM EM EMF EM tCO )     ( CO de Emissão ₂ ₂ (2.6)

Na Equação (2.6) os termos EMComb, EMEE, EMEECog, EMVapor, EMFTotal e são

denominados emissão por combustíveis (líquidos, gasosos e gás natural), emissão por energia elétrica (fornecedor externo), emissão por cogeração de energia, emissão pela geração de vapor e a emissão por fonte fugitiva (total), respectivamente. A partir disso, pode-se calcular a

(32)

emissão de CO2 em tCO2. Cabe ressaltar que da equação original foi removido os sinais

negativos. No sentido conservador mesmo que o vapor seja exportado não se deve descontar o CO2 da fonte exportadora e inserir na importadora. O CO2 é gerado e por isso não pode ser

transferido, sendo integralmente contabilizado pela fonte geradora.

Com base na Equação (2.1), o ecoindicador de emissão de CO2 pode ser calculado

pela Equação (2.7) em [tCO2/t]:

 



        Correntes produtos Correntes m j n k n i Total Vapor EECog EE Comb j k rodução P i EMF i EM i EM i EM i EM or Ecoindicad 1 1 1 CO2 de Emissão ) , ( ) ( ) ) ) ( ) ( ) ( (2.7)

Com base na Equação (2.2), o ecoindicador de emissão de CO2 pode ser calculado

pela Equação (2.8) em [milhares de Reais R$/tCO2]:



      Correntes n i Total Vapor EECog EE Comb i EM i EM i EM i EMF i EM or Ecoindicad 1 CO2 de Emissão ) ( ) ) ) ( ) ( ) ( Líquida Receita (2.8)

 EMcomb(i) = A vazão mássica de CO2 gerado pela queima de hidrocarbonetos na planta

[t/h].

 EMEE(i) = A vazão mássica da emissão de CO2 oriunda da energia elétrica fornecida

pelo Sistema Integrado Nacional [t/h].

 EMEECog(i) = A vazão mássica da emissão de CO2 oriunda da energia elétrica de fonte

de cogeração [t/h].

 EMvapor(i) = A vazão mássica da emissão de CO2 relacionada ao vapor [t/h].

 EMFTotal(i)= A vazão mássica da emissão de CO2 fugitiva total [t/h]. Relacionada aos

vazamentos na planta (válvulas e flanges), a emissão por transporte rodoviário (consomem gasolina ou diesel) e emissões fugitivas durante queima de hidrocarbonetos no flare [t/h]. O índice i representa o número de correntes.

(33)

2.2.1.3 Consumo de Água

A redução do consumo de água também tem sido um grande desafio para as indústrias. A água é um dos insumos mais utilizados pelas indústrias. Pode ser utilizado como matéria prima em alguns processos de engenharia química.

A Tabela 2.3 resume os principais aspectos e variáveis para construir o ecoindicador de consumo de água.

Tabela 2.3. Aspectos do indicador de Consumo de Água. Consumo de Água

O cálculo do indicador é dado pela quantidade de água consumida pela empresa dividida pela quantidade total de produtos produzidos em toneladas.

Unidade de Medida m3_/t

O indicador, para apresentar um desempenho bem sucedido em relação ao desenvolvimento sustentável, tem como objetivo o menor consumo de água de modo a contribuir para a conservação dos recursos naturais para as gerações futuras.

Os dados são provenientes das quantidades de água (m3_{) e vapor}

(em m³), captados, adquiridos e vendidos. Massa específica do vapor (kg/m3_);

Quantidade total de água captada (m3_{) (adutora e poços);}

Quantidade de vapor adquirido (m³); Quantidade de vapor vendido (m³); Balanço de água;

Quantidade do(s) produto(s) produzido(s) (t).

(34)

Segundo Pereira (2013) de forma generalizada, o consumo de água de uma unidade industrial pode ser representado pela Equação (2.9).

ortado Vapor importado Vapor Líquida V V V m3₎ exp ( Água de Consumo    (2.9)

Na Equação (2.9) os termos VLíquida e VVapor correspondem a vazão de água na forma

líquida de em vapor consumidas, respectivamente. Na forma vapor pode ser importada ou exportada. Na forma vapor é geralmente contabilizada em toneladas, sendo necessário transformar as unidades para m3 com base na massa específica.

Com base na Equação (2.1), o ecoindicador de consumo de água pode ser calculado pela Equação (2.10) em [m3/t]:

 



      Correntes produtos Correntes m j n k n i ortado Vapor importado Vapor Líquida j k rodução P i V i V i V or Ecoindicad 1 1 1 exp Água de Consumo ) , ( ) ( ) ( ) ( (2.10)

Com base na Equação (2.2), o ecoindicador de consumo de água pode ser calculado pela Equação (2.11) em [milhares de Reais R$/m3]:



    Correntes n i ortado Vapor importado Vapor Líquidai V i V i V or Ecoindicad 1 exp Água de Consumo ) ( ) ( ) ( Líquida Receita (2.11)

 Vliquida (i) = Vazão de água consumida na forma líquida a 25 °C e 1 atm [m³/h].

 Vvapor (i) = Vazão de água a 25 °C e 1 atm necessário para formar o Vapor [m³/h]. O

índice i representa o número de correntes.

(35)

Cabe ressaltar que não se deve exportar água líquida. Somente as agências credenciadas podem comercializar água.

2.2.1.4 Geração de Efluentes

Uma vez que os efluentes líquidos são devidamente tratados e reutilizados, torna-se menos necessária a captação de água diretamente dos recursos naturais. Desta forma, conservam-se os mananciais tanto no que diz respeito à economia do volume de água a ser consumida quanto à qualidade dos recursos hídricos. Assim, a menor geração de efluentes líquidos pela sua reutilização tem como consequência uma maior preservação do meio ambiente (MUSTAFA, 1998).

Em uma indústria, efluentes líquidos podem ser gerados em várias circunstâncias, desde habituais, que necessitem de drenagem, após execução de determinada tarefa, ou até mesmo por anormalidades na planta, decorrentes do descontrole de variáveis de processo, vazamentos acidentais e etc. As empresas devem sempre buscar, no processo produtivo, a máxima redução de perdas líquidas em suas operações, sejam elas proveniente de situações ordinárias ou anormais (CUNHA, 2006).

De um modo geral, para a indústria química e petroquímica os efluentes líquidos gerados podem ser categorizados da seguinte forma (PEREIRA, 2013):

 Águas residuárias que contenham a matéria-prima principal ou produto;  Águas residuárias com subprodutos produzidos durante as reações;

 Provenientes de derrames, fugas por gotejamentos e outros, lavagem de reatores ou pontos de transbordamento;

 Provenientes da condensação de vapor, de torres de resfriamento ou ainda de água de lavagem geral;

(36)

Mustafa (1998) em estudo aprofundado sobre geração de efluentes aponta as principais fontes geradoras de efluentes industriais.

 Efluente de sistema de água de resfriamento;  Efluente de sistema de geração de vapor;  Drenagem de água de processo;

 Efluente de regeneração de resina de troca iônica;  Condensado de purgador;

 Drenagem de amostrador;

 Água de resfriamento de drenagem quente;  Água de lavagem de filtro;

 Condensado de trocador de calor;

 Efluente de sistema de monitoramento de corrosão;  Água de selagem de equipamento rotativo;

 Drenagem de teste hidrostático;  Água de resfriamento de amostrador;  Vazamento de água;

 Drenagem de tanque;

 Chuva coletada na área industrial;  Esgoto sanitário.

Estas fontes são importantes para o monitoramento e ações de melhoria para redução ou reutilização dos efluentes líquidos.

A contabilização de efluentes industriais geralmente é realizada por um medidor do tipo calha Parshall, antes da disposição final.

A Tabela 2.4 resume os principais aspectos e variáveis para construir o ecoindicador de geração de efluentes.

(37)

Tabela 2.4. Aspectos do indicador de Geração de Efluentes. Geração de Efluentes

O cálculo do indicador é realizado pelas quantidades de efluentes líquidos orgânicos, inorgânico e sanitários após tratamento (tanto na produção quanto na área administrativa) que sai da unidade industrial dividida pela quantidade total de produtos produzidos em toneladas.

Unidade de Medida m3_/t

O indicador, para obter um desempenho bem sucedido em relação ao desenvolvimento sustentável, tem que apresentar a menor geração de efluentes possível de modo que, em seu descarte e disposição final, estes não contribuam para a poluição dos recursos naturais e comprometimento da qualidade do ecossistema.

Fonte de Dados e Disponibilidade

Quantidade de efluentes orgânicos (em m3_);

Quantidade de efluentes inorgânicos (em m3_);

Quantidade de efluente sanitário (em m3);

Estimativa de água pluvial que carrega contaminantes dos equipamentos durante o período inicial de chuva;

Inclui também eventuais efluentes em batelada (em m3_);

Quantidade do(s) produto(s) produzido(s) (t);

Observação: Todo o efluente tratado medido pelo medidor na calha

Parshall, antes da disposição final. Fonte: Adaptado de Pereira (2013).

Segundo Pereira (2013) de forma generalizada, a geração de efluentes em uma unidade industrial pode ser representada pela Equação (2.12).

Sanitário Inorgânico Orgânico EF EF EF i Efluentes de Geração ()   _(2.12)

Na Equação (2.12) os termos EFOrgânico, EFInorgânico e EFSanitário representam o volume

de efluentes orgânicos, inorgânicos e sanitários, respectivamente, que são medidos no calha Parshall ou por medidores individualizados em m3.

(38)

Com base na Equação (2.1), o ecoindicador de geração de efluentes pode ser calculado pela Equação (2.13) em [m3/t]:

 



      Correntes produtos Correntes m j n k n i Sanitário Inorgânico Orgânico j k rodução P i EF i EF i EF or Ecoindicad 1 1 1 Efluentes de Geração ) , ( ) ( ) ( ) ( (2.13)

Com base na Equação (2.2), o ecoindicador de geração de efluentes pode ser calculado pela Equação (2.14) em [milhares de Reais R$/m3]:



    Correntes n i Sanitário Inorgânico Orgânicoi EF i EF i EF or Ecoindicad 1 Efluentes de Geração ) ( ) ( ) ( Líquida Receita (2.14)

Nas Equações (2.13) e (2.14) os termos são:  EFOrgânico (i) = Vazão de efluentes orgânicos [m³/h].

 EFInorgânico (i) = Vazão de efluentes inorgânicos [m³/h].

 EFSanitário (i) = Vazão de efluentes sanitários [m³/h].(geralmente só existe uma corrente).

O índice i representa o número de correntes.

(39)

2.2.1.5 Geração de Resíduos

Todos os resíduos gerados em uma unidade industrial no Brasil devem ser identificados e classificados de acordo com Resolução CONAMA Nº. 313 de 2002 e a ABNT:NBR 10.004/04, além de tratados (se necessário), armazenados e destinados para disposição final adequada. Os resíduos sólidos são classificados em três classes: I, II-A e II-B. Considera-se resíduo todo o material sólido ou semissólido de descarte, seja ele reciclável ou não. Líquidos são classificados como efluentes.

A Tabela 2.5 resume os principais aspectos e variáveis para construir o ecoindicador de geração de resíduos.

Tabela 2.5. Aspectos do indicador de Geração de Resíduos. Geração de Resíduos

O cálculo do indicador de geração de resíduos é realizado pela quantidade de resíduos gerados pela unidade industrial (tanto no processo produtivo quanto na operação/manutenção e na área administrativa) dividida pela quantidade total de produtos produzidos em quilogramas ou toneladas.

Unidade de Medida t/t ou kg/t

Para obter um desempenho bem sucedido em relação ao desenvolvimento sustentável, o indicador tem que apresentar a menor geração de resíduos possível, de modo que, em seu descarte e disposição final, seja possível a eliminação, minimização, reutilização e reciclagem interna e externa do processo produtivo, adequando-se a capacidade de suporte ambiental.

Trata-se de um indicador de desempenho operacional e de gerenciamento. A quantidade de resíduos gerados é um fator estratégico no custo do processo produtivo e indicativo de competitividade.

Fonte de Dados e Disponibilidade

Quantidade de material de descarte (reciclável ou não) sólido ou semissólido proveniente do processo de produção e das áreas administrativas (t ou kg);

Quantidade do(s) produto(s) produzido(s) (t); Fonte: Adaptado de Pereira (2013).

(40)

Segundo Pereira (2013) de forma generalizada, a geração de resíduos em uma unidade industrial pode ser representada pela Equação (2.15).



    rp nra y Adm n x rocesso P d x R d y R d esíduos R de Geração 1 1 ) , ( ) , ( ) ( (2.15)

Na Equação (2.15) para o cálculo da geração de resíduos, em kg, os termos RProcesso e,

RAdm representam a quantidade mássica, em kg, de resíduo provenientes do processo

produtivo e das áreas administrativas, respectivamente.O contador x representa os tipos de resíduos do processo produtivo e podem variar de 1 até nrp, onde nrp representa o número de

resíduos de processo. O contador y representa o número tipos de resíduos da área administrativa e que pode variar de 1 até nra, onde nra representa o número de tipos diferentes

de resíduos da área administrativa. A contabilização é considerada diária (d).

Pereira (2013) ressalta que diferente dos outros ecoindicadores a quantidade mássica de resíduos não é medida por medidores, em intervalos de amostragem, sendo totalizadas pelas quantidades mássicas de caçambas e outros tipos de armazenagem para sólidos. Sendo sua contabilização feita em períodos de um dia até uma semana, o que impossibilita o monitoramento dos resíduos do processo em tempo real.

Com base na Equação (2.1), o ecoindicador de geração de resíduo pode ser calculado pela Equação (2.16) em [t/t ou kg/t]:

 



      min 1 1 1 1 Re ) , ( ) , ( ) , ( n i n j n y Adm n x rocesso P síduo de Geração prod ra rp i j rodução P y d R x d R or Ecoindicad (2.16)

Com base na Equação (2.2), o ecoindicador de geração de resíduo pode ser calculado pela Equação (2.167 em [milhares de Reais R$/t ou kg]:



    ra rp n y Adm n x rocesso P síduo de Geração y d R x d R or Ecoindicad 1 1 Re ) , ( ) , ( Líquida Receita (2.17)

(41)

Nas equações (2.15) e (2.16) os termos são:

 RProcesso (d,x) = Resíduo diário proveniente do processo [kg ou t]. O índice x

representa o número de correntes de saída destes resíduos do processo.

 RAdm (d,x)= Resíduo diário proveniente da área administrativa [kg ou t]. O índice y

representa o número de correntes de saída destes resíduos da área administrativa  Produção (k, j)= Vazão de cada produto em determinada corrente, o índice j determina

a corrente e o índice k o produto [t/dia]. Necessita ser transformado para dia, uma vez que a frequência original em hora é menor do que a frequência de amostragem do resíduo em dia.

 Receita Líquida = representa a receita bruta com as devidas deduções (contas redutoras (por exemplo, impostos incidentes sobre vendas).

Desta forma são apresentadas as equações gerais para o cálculo dos ecoindicadores de: consumo de energia, emissão de CO2, consumo de água, geração de efluentes e geração de

resíduos. O leitor interessado deve consultar a dissertação de Pereira (2013) para maiores detalhamentos.

Estas equações podem ser aplicadas a qualquer processo produtivo. Entretanto, deve atentar para que as contabilizações estejam no mesmo período de tempo (produção, receita e variável ambiental, isto fica mais claro para o ecoindicador de geração de resíduos).

Entretanto, geralmente a sustentabilidade ambiental não é claramente observada quando as avaliações destes ecoindicadores são realizadas isoladamente e, portanto, torna-se necessária uma avaliação conjunta. Deste modo, para uma avaliação mais completa, é necessário o desenvolvimento de um índice ambiental.

(42)

2.3. ECOEFICIÊNCIA

Os ecoindicadores são indicadores calculados pela relação de uma variável ambiental e uma variável econômica e devem apresentar informações simples e objetivas. Portanto, muitas vezes, as informações isoladamente não são suficientes quando é necessário fazer comparações entre empresas ou períodos diferentes, por exemplo. Uma solução para possibilitar essas análises seria a junção das informações fornecidas pelos indicadores em índices. Tais índices podem ser agrupados em gráficos do tipo radar. Tais gráficos fazem o papel de índice e servem como ferramentas comparativas. Assim, o desempenho da unidade industrial, em certo período, pode ser comparado em relação a outro por meio da área do polígono, gerado no gráfico. Uma representação do gráfico pode ser visualizada na Figura 2.4.

Figura 2.4. Gráfico polígono de ecoindicadores, representado cinco indicadores. Fonte: Pereira (2013).

Conforme representado , no polígono formado, cada eixo de mesma origem representa um ecoindicador. O gráfico radar apresenta eixos eqüidistantes originados em um mesmo centro de forma que todos os ângulos entre eles tenham o mesmo valor. Os eixos adjacentes do gráfico juntamente com a reta formada pela distância de dois pontos dados pelos valores apresentados nestes eixos formam triângulos de, pelo menos, um ângulo conhecido e idêntico aos demais ângulos comuns ao centro (uma vez que os eixos são eqüidistantes e dividem-se em uma volta completa – 360º).

(43)

O procedimento utilizado para geração de um índice ambiental se baseia no cálculo da área do polígono. Existem algumas alternativas para cálculo desta área. Uma maneira simples é calcular a área de todos os triângulos formados no gráfico. Isto pode ser realizado basicamente de três maneiras, conforme apresenta as Equações (2.17), (2.18) e (2.19):

i) A fórmula tradicional de cálculo da área do triângulo

� =

�. �

_�

(2.18)

ii) Fórmula de Heron

� = √� � − � � − �

� − � ,

onde

� =

� +� +�

� (2.19)

iii) Lei dos senos

� =

�

.

_�

�

��Ɵ

(2.20)

Nas Equações (2.18), (2.19) e (2.20) os termos Sa, base, altura, lA, lB e lC, p e senθ são

a área do triângulo, a base (que pode ser qualquer lado), a altura (segmento de um do triângulo perpendicular ao lado), lada A, lado B, lado C, semi-perímetro e seno do ângulo formado entre dois lados adjacentes.

A lei dos senos foi escolhida por Pereira (2013) pela facilidade de implementação sem necessidade de cômputo adicional. São conhecidos dois lados e o ângulo formado entre eles, ou seja, para cada ecoindicador. Na Equação (2.18) seria necessário calcular a altura para cada triângulo, e na Equação (2.19) seria necessário o cálculo do lado oposto ao ângulo, bem como do semi-perímetro.

A Lei dos senos, representada na Equação (2.20) pode ser facilmente implementada. Para ilustrar, a Figura 2.5 representa um triangulo ABC de lados lA, lB e lC e altura h, que

divide o lado lC em segmentos m e n. Sua área pode ser facilmente calculada pela equação